CN103475399B - 干扰对齐方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种干扰对齐的方法和设备，适用于收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况。该方法包括：确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合；将目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于至少一个发送端与K个用户设备进行通信。本发明实施例通过确定能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，并根据目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，能够实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

Description

干扰对齐方法和设备

技术领域

本发明实施例涉及无线通信领域，并且更具体地，涉及干扰对齐方法和设备。

背景技术

在小区边缘，同时存在着来自于本小区和邻近小区的信号。上行信道中，基站会接收到来自于相邻小区的用于的信号，而下行信道中，用户设备会接收到来自于相邻小区的基站的信号。来自于相邻小区的信号对本小区构成小区间干扰(Adjacent CellInterference，ACI)，将严重地影响性能。

为了抑制ACI，长期演进(Long Term Evolution，LTE)中引入了多点协作传输(Coordinate Multiple Points Transmission，CoMP)的概念，通过小区间的协同来降低ACI对系统性能的影响。CoMP技术分为两类：联合传输／接收(Joint Transmission／Reception，JT／JR)以及协作波束成型(Cooperative Beam Forming，CBF)，其中JT／JR从信道容量最大化的角度是最优的，但是JT／JR不仅需要在小区间共享信道状态信息(ChannelState Information，CSI)，还需要共享各小区的发送信号／接收信号，这样势必对基站间的通信造成非常沉重的压力。而CBF仅需要在小区间共享CSI和用户信息，对基站间的通信压力大减，但是CBF实际上是将通信资源从空间上进行正交划分，它只能分配信道容量而不能共享信道容量，因此相比JT／JR，CBF所能获得的信道容量损失很大。

干扰对齐(Interference Alignment，IA)技术是最近得到广泛关注的一种干扰管理技术。IA通过在发端的预编码处理使得来自不同干扰源的信号在接收端落在一个与有用信号线性无关的子空间里。这样，可以有更多的信号维度被节省出来用于传输有用数据。IA技术相比CBF能够获得更大的信道容量，同时相比JT／JR，IA技术只需要在发端之间交换CSI，而不需要交换传输信息。

然而，现有的IA技术要求收发端数目相同，并且要求收发端天线数目相同。但是在实际情况下，一个基站通常需要为多个用户设备提供服务，并且用户设备所配备的天线通常少于基站所配备的天线，因此现有的IA技术的灵活性低，适用范围较小。

发明内容

本发明实施例提供一种干扰对齐的方法和设备，适用于收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

第一方面，提供了一种干扰对齐方法，包括：确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合；将所述目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于所述至少一个发送端与所述K个用户设备进行通信。

结合第一方面，在其第一种实现方式中，所述确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，包括：确定预编码矩阵集合，并根据所述预编码矩阵集合确定和速率；根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合。

结合第一方面，在其第二种实现方式中，所述根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，包括：根据所述预编码矩阵集合确定目标函数，其中所述目标函数用于指示所述K个用户设备中的一个用户设备的信号对于所述K个用户设备的和速率的影响；根据所述目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据所述更新后的预编码矩阵确定所述更新后的预编码矩阵集合。

结合第一方面，在其第三种实现方式中，所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合，包括：当所述更新后的和速率与所述和速率的差值小于阈值时，确定所述更新后的预编码集合为所述目标预编码矩阵集合。

结合第一方面，在其第四种实现方式中，所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合，包括：当所述更新后的和速率与所述和速率的差值大于或者等于所述阈值时，用所述更新后的预编码矩阵集合替换所述预编码矩阵集合，用所述更新后的和速率替换所述和速率；使用替换后的所述预编码矩阵集合和替换后的所述和速率，执行所述根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合的过程。

结合第一方面，在其第五种实现方式中，所述确定预编码矩阵集合，并且根据所述预编码矩阵集合确定和速率，包括：任选与所述K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}；根据所述预编码矩阵集合和下式确定和速率R_Σ：

其中，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

结合第一方面，在其第六种实现方式中，所述根据所述预编码矩阵集合确定目标函数，包括：根据所述K个用户设备中任一用户设备i采用预编码矩阵V_i对于所述K个用户设备的和速率的影响确定所述目标函数：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ki表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_ki表示与用户设备k处的除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

结合第一方面，在其第七种实现方式中，所述根据所述目标函数确定更新后的预编码矩阵，包括：确定能够使得所述目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V₁；根据所述用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V₁依次确定除所述用户设备i＝1的K-1个用户设备的能够使得所述目标函数取得最小值的向量，以便于确定所述更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}。

结合第一方面，在其第八种实现方式中，所述确定能够使得所述目标函数取得最小值的向量为第一用户设备的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1，包括：对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定所述矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为所述更新后的预编码矩阵所述更新后的预编码矩阵V_i。

结合第一方面，在其第九种实现方式中，所述根据所述更新后的预编码集合确定更新后的和速率，包括：根据所述更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}和下式确定所述更新后的和速率R′_Σ：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

结合第一方面，在其第十种实现方式中，所述将所述目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，包括：根据所述K个用户设备反馈的信道信息，将所述目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵分配给所述至少一个发送端。

第二方面，提供了一种网络侧设备，包括：确定单元，用于确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合；分配单元，用于将所述确定单元确定的目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于所述至少一个发送端与所述K个用户设备进行通信。

结合第二方面，在其第一种实现方式中，所述确定单元包括第一确定子单元，第二确定子单元和第三确定子单元：所述第一确定子单元用于确定预编码矩阵集合，并根据所述预编码矩阵集合确定和速率；所述第二确定子单元用于根据所述第一确定子单元确定的预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；所述第三确定子单元用于根据所述第二确定子单元确定的所述更新后的和速率与所述第一确定子单元确定的所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合。

结合第二方面，在其第二种实现方式中，所述第二确定子单元具体用于：根据所述第一确定子单元确定的所述预编码矩阵集合确定目标函数，其中所述目标函数用于指示所述K个用户设备中的一个用户设备的信号对于所述K个用户设备的和速率的影响；根据所述目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据所述更新后的预编码矩阵确定所述更新后的预编码矩阵集合。

结合第二方面，在其第三种实现方式中，所述第三确定子单元具体用于：当所述第二确定子单元确定的所述更新后的和速率与所述第一确定子单元确定的所述和速率的差值小于阈值时，确定所述更新后的预编码集合为所述目标预编码矩阵集合。

结合第二方面，在其第四种实现方式中，所述第三确定子单元具体用于：当所述第二确定子单元确定的所述更新后的和速率与所述第一确定子单元确定的所述和速率的差值大于或者等于阈值时，确定用所述更新后的预编码矩阵集合替换所述预编码矩阵集合，用所述更新后的和速率替换所述和速率；所述第二确定子单元还具体用于：使用所述第三确定子单元确定的替换后的所述预编码矩阵集合和替换后的所述和速率，执行所述根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合的过程。

结合第二方面，在其第五种实现方式中，所述第一确定子单元具体用于：任选与所述K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}；根据所述预编码矩阵集合和下式确定和速率R_∑：

其中，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_K表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

结合第二方面，在其第六种实现方式中，所述第二确定子单元具体用于：根据所述K个用户设备中任一用户设备i采用预编码矩阵V_i对于所述K个用户设备的和速率的影响确定所述目标函数：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ki表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_ki表示与用户设备k处的除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

结合第二方面，在其第七种实现方式中，所述第二确定子单元具体用于：确定能够使得所述目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1；根据所述用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1依次确定除所述用户设备i＝1的K-1个用户设备的能够使得所述目标函数取得最小值的向量，以便于确定所述更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}。

结合第二方面，在其第八种实现方式中，所述第二确定子单元具体用于：对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定所述矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为所述更新后的预编码矩阵V_i。

结合第二方面，在其第九种实现方式中，所述第二确定子单元具体用于：根据所述更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}和下式确定所述更新后的和速率R′_Σ：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，为用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

结合第二方面，在其第十种实现方式中，所述分配单元具体用于：根据所述K个用户设备反馈的信道信息，将所述目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵分配给所述至少一个发送端。

本发明实施例使用能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，从而可以实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的干扰对齐的方法的流程图。

图2是本发明一个实施例的干扰对齐的方法的流程图。

图3是本发明一个实施例的网络侧设备的示意框图。

图4是本发明另一实施例的网络侧设备的示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明的技术方案，可以应用于各种通信系统，例如：全球移动通信系统(GSM，Global System of Mobile communication)，码分多址(CDMA，Code Division MultipleAccess)系统，宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple AccessWireless)，通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)，长期演进(LTE，Long Term Evolution)等。

用户设备(UE，User Equipment)，也可称之为移动终端(Mobile Terminal)、移动用户设备等，可以经无线接入网(例如，RAN，Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信，用户设备可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和／或数据。

基站，可以是GSM或CDMA中的基站(BTS，Base Transceiver Station)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(eNB或e-NodeB，evolutional NodeB)，本发明并不限定。

网络侧设备，可以是基站，也可以是基站上层的网元，例如基站控制器(BaseStation Controller，BSC)、无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)、移动管理网元(Mobility Management Element，MME)等，本发明对此不做限定。

图1是本发明一个实施例的干扰对齐的方法的流程图。图1的方法可以由基站执行，也可以由基站上层的网元执行。

101，确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合。

102，将目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于至少一个发送端与K个用户设备进行通信。

本发明实施例使用能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，从而可以实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

应理解，步骤101中的和速率表示采用预编码矩阵对K个用户设备进行线性处理后，上述K个用户设备所能达到的传输速率的和。步骤102中的至少一个发送端可以为至少一个基站，也就是说，K个用户设备中的每一个用户设备所对应的服务基站都属于上述至少一个基站。其中，发送端的数量和用户设备的数量K可以相等也可以不相等。

可选地，作为一个实施例，步骤101可以包括：确定预编码矩阵集合，并根据预编码矩阵集合确定和速率；根据预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，确定预编码矩阵集合，并且根据预编码矩阵集合确定和速率可以包括：任选与K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}；根据预编码矩阵集合和下式确定和速率R_∑：

其中，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

应理解，基站或上层网元可以从系统预先定义的码本中任选与K个用户设备相对应的K个预编码矩阵。用户设备k处的干扰与本地噪声之和可以等效为有色高斯噪声，而Π_k则表示该有色高斯噪声的协方差矩阵。用户设备到基站所经历的信道损耗可以从用户设备反馈的信道信息中获取。

可选地，作为一个实施例，根据预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合可以包括：根据预编码矩阵集合确定目标函数，其中目标函数用于指示K个用户设备中的一个用户设备的信号对于K个用户设备的和速率的影响；根据目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据更新后的预编码矩阵确定更新后的预编码矩阵集合。具体地，针对K个用户设备中的第一用户设备，确定能够使得该第一用户设备对其他用户设备的信干噪比SINR的影响最小的预编码矩阵作为更新后的预编码矩阵，根据更新后的预编码矩阵和原预编码矩阵集合确定能够使得第二用户设备其他用户设备的信干噪比SINR的影响最小的预编码矩阵，依次类推，直至确定所有用户设备的预编码矩阵都得到更新，从而组成更新后的预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，根据预编码矩阵集合确定目标函数可以包括：根据K个用户设备中任一用户设备i采用预编码矩阵V_i对于K个用户设备的和速率的影响确定目标函数：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ki表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_ki加表示与用户设备k处的除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。其中，应理解用户设备k处除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和可以等效为有色高斯噪声，而Π_ki则表示该有色高斯噪声的协方差矩阵。

可选地，作为一个实施例，根据目标函数确定更新后的预编码矩阵可以包括：确定能够使得目标函数取得最小值的向量为用户设备i=1的更新后的预编码矩阵V_i，i=1；根据用户设备i=1的更新后的预编码矩阵V_i，i=1依次确定除用户设备i=1的K-1个用户设备的能够使得目标函数取得最小值的向量，以便于确定更新后的预编码矩阵集合{V_i：i=1，2，…，K}。具体地，在确定了更新后的预编码矩阵V_i，i=1之后，需要根据V_i，i=1和{V_k：k=2，3，…，K}确定用户设备i=2的目标函数，并确定能够使得用户设备i=2的目标函数取得最小值的向量为用户设备i=2的更新后的预编码矩阵V_i，i=2，之后根据V_i，i=1，V_i，i=2和{V_k：k=3，4，…，K}确定用户设备i=3的目标函数，依次类推，直至K个用户设备的预编码矩阵全部更新。

可选地，作为一个实施例，对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为所述更新后的预编码矩阵V_i。

可选地，作为一个实施例，根据更新后的预编码集合确定更新后的和速率，包括：根据更新后的预编码矩阵集合{V_i：i=1，2，…，K}和下式确定更新后的和速率R′_Σ：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，为用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

应理解，用户设备i处的干扰与本地噪声之和可以等效为有色高斯噪声，而Π_i则表示该有色高斯噪声的协方差矩阵。用户设备到基站所经历的信道损耗可以从用户设备反馈的信道信息中获取。

可选地，作为一个实施例，根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合可以包括：当更新后的和速率与和速率的差值小于阈值时，确定更新后的预编码集合为目标预编码矩阵集合。其中，阈值可以由基站或系统预先设定，设定的阈值较大时，收敛速度较快，设定的阈值较小时，收敛速度较慢，但是结果更加准确。当和速率的增量小于阈值时，认为和速率达到最大值，从而确定取得该最大和速率的预编码矩阵集合为目标预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合，包括：当更新后的和速率与和速率的差值大于或者等于阈值时，用更新后的预编码矩阵集合替换预编码矩阵集合，用更新后的和速率替换和速率；使用替换后的预编码矩阵集合和替换后的和速率，执行根据预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合的过程。其中，阈值可以由基站或系统预先设定，设定的阈值较大时，收敛速度较快，设定的阈值较小时，收敛速度较慢，但是结果更加准确。当和速率的增量大于阈值时，认为和速率并没有达到最大值，从而继续循环，用更新后的预编码矩阵集合迭代进行计算，直至得到最大和速率。

可选地，作为一个实施例，步骤102可以包括：根据K个用户设备反馈的信道信息，将目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵分配给至少一个发送端。具体地，用户设备反馈的信道信息(例如信道状态信息CSI)中包含用户设备与服务基站(发送端)的对应关系，执行干扰对齐的基站或上层网元可以根据用户设备与服务基站的对应关系将目标预编码矩阵集合中的K个目标预编码矩阵分配给对应的用户设备的服务基站，以便于服务基站与用户设备进行通信。

本发明实施例确定能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，并根据目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，能够实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

图2是本发明一个实施例的干扰对齐的方法的流程图。

在小区的边缘，同时存在着来自于本小区和邻近小区的信号。上行信道中，基站会接收到来自相邻小区的用户设备的信号，下行信道中，处于小区边缘的用户设备会接收到来自于相邻小区的基站的信号，从而构成小区间干扰(Adjacent Cell Interference，ACI)。

在这种情况下，需要考虑多个用户设备与这些用户设备的服务小区／服务基站之间的干扰对齐以消除ACI。不失一般性，假设系统中有C个基站和K个用户设备，K个用户设备中的每一个用户设备服务基站都属于上述C个基站，C与K可以相等，也可以不相等。基站c配备N_c根天线，用户设备k配备M_k根天线，同样地N_c与M_k可以相等，也可以不相等。如果基站给某个用户设备一次发送多个数据包的时候，可以将该用户设备等效为多个虚拟用户设备，从而将问题转化为给每个虚拟用户设备发送一个数据包。

干扰对齐的执行主体可以为上述C个基站中的某一个或多个基站，也可以是上述C个基站的上层网元，本发明对此不做限定。应理解，在进行干扰对齐时，执行主体需要获取用户设备的信道信息，具体地，当干扰对齐由上述C个基站中的某一个基站或上层网元执行时，C个基站中的各基站需要将获取到的K个用户设备的信道信息传输给执行干扰对齐的基站或上层网元。当干扰对齐由上述C个基站中的多个基站执行时，多个基站之间可以相互交换各自获取到的用户设备的信道信息。其中，信道信息可以是用户设备反馈的信道状态信息(Channel State Information，CSI)。

201，初始化。

首先，执行干扰对齐基站或上层网元需要从系统预先定义的码本中任选与K个用户设备相对应的K个初始的预编码矩阵作为初始的预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}。针对K个用户设备中的某一个用户设备k，在用户设备k处接收到的信号y_k可以表示为：

其中，l表示除用户设备k外的任意一个用户设备，是发给用户设备k的数据x_k所对应的初始的预编码矩阵。基站β_k表示用户设备k所对应的基站。表示从基站c到用户设备k所经历的信道衰落，该信道衰落可以从用户设备k反馈的CSI中获取，n_k表示用户设备k处的热噪声。

假设V_k是归一化的，即||V_k||_F=V_k ^HV_k=1。假设基站以P_k的功率发射数据包x_k。(4)中的第一项表示在用户设备k处需要进行检测的有用信号，而第二项为其受到的干扰。第三项n_k为本地的白高斯热噪声，均值为0，协方差矩阵为

202，计算和速率。

根据上式(1)，在每个用户设备处可以将干扰和热噪声n_k等效为有色高斯噪声，即

的数学期望易知为0，其协方差矩阵为：

其中，ρ_kl表示用户设备l对应的发送端的发射功率与用户设备l的本地噪声的方差的比值，即，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，为用户设备l对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

根据MIMO信道的容量公式可知此时用户设备k的可达速率为：

而总可达速率，即和速率为：

此时的和速率表示K个用户设备分别采用初始的预编码矩阵进行线性处理后，能够达到的传输速率之和。

203，确定用户设备i的目标函数。

如果K个用户设备中的某个用户设备i的预编码矩阵发生改变，考虑该用户设备i所采用预编码矩阵V_i对于和速率的影响：

其中显然Π_ki和V_i是独立的。

根据Sherman-Morrison-Woodbury公式，将上式(3)展开得到

定义则上式(4)简化为

从式(5)中可以看到用户设备i采用预编码矩阵V_i后，其信号对于和速率的影响体现在两个地方。首先，式(5)中的ρ_iiV_i ^HΦ_iiV_i可以反映在用户设备i处的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，信干噪比SINR)。而(5)中的则能够反映用户设备i采用预编码矩阵V_i产生的信号导致其他用户设备的SINR的降低。从式(5)可以看出和速率是非线性的，难以进行求解。因此，用泰勒公式对(5)在原点做一阶展开，得到：

上式(6)不是严格的凸函数，所以需要再次对其进行简化。因为用户设备i对其他用户设备造成的SINR越大，和速率就越小，可以将式(6)中用户设备i对其他用户设备的SINR降低量的分子之和作为目标函数，由于Ω_ki被定义为因此该目标函数也可以表示为 原本的和速率最大化的优化问题可以转化为下面的约束最小化问题：

列出上式的拉格朗日算子得到：

对V_i求共轭梯度，对λ求偏导得到KKT条件：

显然，能同时满足上述两个KKT条件的V_i必然是的特征向量，而λ为对应的特征值。将KKT条件代入目标函数得到：

于是，为了让目标函数取到最小值，也就是说使得和速率取得最大值，V_i应当为的最小特征值所对应的特征向量。

204，更新预编码矩阵，以确定更新后的预编码矩阵集合。

进行预编码矩阵更新时，可以先确定步长t，和用户设备i，例如使得t=1，i＝1。根据上式(5)和初始任取的预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}确定用户设备i=1的目标函数确定能够使得其中的矩阵取得最小特征值所对应的特征向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i=1，具体地，可以对矩阵做特征值分解或奇异值分解，选择的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为所述更新后的预编码矩阵所述更新后的预编码矩阵V_i。应理解，确定能够使得上述目标函数取得最小特征值的方法不限于此，本发明对此并不限定。

针对下一用户设备i=i+t，即用户设备i=2，可以根据V_i＝1和{V_k：k=2，3，…，K}来确定用户设备i=2的目标函数，且用同样的方法确定用户设备i=2的更新后的预编码矩阵V_i=2。依次类推，直至所有K个用户设备的预编码矩阵都被更新，从而K更新后的预编码矩阵组成更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}。

当步长t=1是对用户设备逐个进行循环迭代以更新所有K个用户设备的预编码矩阵。应理解，步长t还可以预设为大于1的整数，此时可以对部分用户设备的预编码矩阵进行更新，计算量较小，但是准确性较差。

205，确定更新后的和速率。

得到更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}后，可以根据上式(2)来确定K个用户设备采用更新后的预编码矩阵集合所能达到的更新后的和速率R′_Σ：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，为用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

206，判断更新后的和速率是否达到最大。

由于步骤201中初始的预编码矩阵集合是任选的，其性能具有不可预期性，因此在其基础上进行的预编码矩阵的更新和优化也是有一定限度的，可能需要循环迭代多次才能取得相对最大和速率，相对最大和速率可以无限接近于绝对最大和速率，而迭代的收敛速度可以由阈值控制，设定合理的阈值可以使迭代最终收敛在较优的均衡点上。例如，可以预先设定阈值T来判断更新后的和速率是否达到最大，即比较R′_Σ-R_Σ与T的大小。

207，更新后的和速率没有达到最大。

当R′_Σ-R_Σ≥T时，说明R′_Σ还没有达到最大，则用更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}替换步骤201中的初始的预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}，并且用更新后的和速率R′_Σ替换初始的和速率R_Σ，使用替换后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}和替换后的和速率R′_Σ执行上述步骤203，即根据替换后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}确定用户设备的目标函数，并依次更新预编码矩阵集合以确定再次更新后的预编码矩阵集合以供确定和速率，之后根据步骤206的方法再次判断和速率是否达到最大，如果仍没有达到最大，则继续循环迭代。

208，更新后的和速率达到最大值。

当R′_Σ-R_Σ＜T时，说明R′_Σ已基本达到最大，也可以认为R′_Σ达到了非常接近于绝对最大和速率的相对最大和速率，当预先设定的T越小时，相对最大和速率越趋近于绝对最大和速率。此时确定更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}为目标预编码矩阵集合，并输出{V_i}。

209，将目标预编码矩阵集合分配给发送端。

根据用户设备反馈的信道信息，将目标预编码矩阵集合{V_i}包含的K个目标预编码矩阵分配给至少一个发送端。具体地，用户设备反馈的信道信息(例如CSI)中包含用户设备与服务基站(发送端)的对应关系，执行干扰对齐的基站或上层网元可以根据用户设备与服务基站的对应关系将目标预编码矩阵集合中的K个目标预编码矩阵分配给对应的用户设备的服务基站，以便于服务基站与用户设备进行通信。此外，当干扰对齐由多个基站执行时，前述多个基站分别确定自己管辖的用户设备的目标预编码矩阵，如果自己管辖的用户设备分属于不同的小区，可以将目标预编码矩阵对应地分配给各个小区或发送端。

各个基站或发送端得到目标预编码矩阵后，需要将该目标预编码矩阵通知给对应的用户设备，以便于根据该预编码矩阵同时在收发端进行线性处理，实现干扰对齐，在后续用户设备与基站通信过程中避免ACI。

本发明实施例中的干扰对齐方法将和速率最大的优化问题转化为SINR损失最小化的问题，将各个用户设备的预编码矩阵导致的其他用户设备的SINR降低之和作为目标函数进行优化，选择能够使SINR损失最小的预编码矩阵作为最终用于线性处理的预编码矩阵。

本发明实施例确定能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，并根据目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，能够实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

图3是本发明一个实施例的网络侧设备的示意框图。图3的网络侧设备30包括确定单元31和分配单元32。

确定单元31确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合。分配单元32将确定单元31确定的目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于至少一个发送端与K个用户设备进行通信。

本发明实施例的网络侧设备30使用能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，从而可以实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

可选地，作为一个实施例，确定单元31可以包括第一确定子单元，第二确定子单元和第三确定子单元：第一确定子单元用于确定预编码矩阵集合，并根据预编码矩阵集合确定和速率；第二确定子单元用于根据第一确定子单元确定的预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；第三确定子单元用于根据第二确定子单元确定的更新后的和速率与第一确定子单元确定的和速率的差值确定目标预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，第一确定子单元具体用于任选与K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k：k=1，2，…，K}；根据预编码矩阵集合和下式确定和速率R_Σ：

其中，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

应理解，网络侧设备30可以从系统预先定义的码本中任选与K个用户设备相对应的K个预编码矩阵。用户设备k处的干扰与本地噪声之和可以等效为有色高斯噪声，而Π_k则表示该有色高斯噪声的协方差矩阵。用户设备到基站所经历的信道损耗可以从用户设备反馈的信道信息中获取。

可选地，作为一个实施例，第二确定子单元具体用于：根据第一确定子单元确定的预编码矩阵集合确定目标函数，其中目标函数用于指示K个用户设备中的一个用户设备的信号对于K个用户设备的和速率的影响；根据目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据更新后的预编码矩阵确定更新后的预编码矩阵集合。具体地，针对K个用户设备中的第一用户设备，确定能够使得该第一用户设备对其他用户设备的信干噪比SINR的影响最小的预编码矩阵作为更新后的预编码矩阵，根据更新后的预编码矩阵和原预编码矩阵集合确定能够使得第二用户设备其他用户设备的信干噪比SINR的影响最小的预编码矩阵，依次类推，直至确定所有用户设备的预编码矩阵都得到更新，从而组成更新后的预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，第二确定子单元具体用于：根据K个用户设备中任一用户设备i采用预编码矩阵V_i对于K个用户设备的和速率的影响确定目标函数：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ki表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_ki表示与用户设备k处的除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵。表示用户设备i对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。其中，应理解用户设备k处除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和可以等效为有色高斯噪声，而Π_ki则表示该有色高斯噪声的协方差矩阵。

可选地，作为一个实施例，第二确定子单元具体用于：确定能够使得目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1；根据用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1依次确定除用户设备i＝1的K-1个用户设备的能够使得目标函数取得最小值的向量，以便于确定更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}。具体地，在确定了更新后的预编码矩阵V_i，i＝1之后，需要根据V_i，i＝1和{V_k：k＝2，3，…，K}确定用户设备i＝2的目标函数，并确定能够使得用户设备i＝2的目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝2的更新后的预编码矩阵V_i，i＝2，之后根据V_i，i＝1，V_i，i＝2和{V_k：k＝3，4，…，K}确定用户设备i＝3的目标函数，依次类推，直至K个用户设备的预编码矩阵全部更新。

可选地，作为一个实施例，第二确定子单元具体用于：对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定该矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为更新后的预编码矩阵V_i。

可选地，作为一个实施例，第二确定子单元具体用于：根据更新后的预编码矩阵集合{V_i：i＝1，2，…，K}和下式确定更新后的和速率R^′ _∑：

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，为用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

应理解，用户设备i处的干扰与本地噪声之和可以等效为有色高斯噪声，而Π_i则表示该有色高斯噪声的协方差矩阵。用户设备到基站所经历的信道损耗可以从用户设备反馈的信道信息中获取。

可选地，作为一个实施例，第三确定子单元具体用于：当第二确定子单元确定的更新后的和速率与第一确定子单元确定的和速率的差值小于阈值时，确定更新后的预编码集合为目标预编码矩阵集合。其中，阈值可以由基站或系统预先设定，设定的阈值较大时，收敛速度较快，设定的阈值较小时，收敛速度较慢，但是结果更加准确。当和速率的增量小于阈值时，认为和速率达到最大值，从而确定取得该最大和速率的预编码矩阵集合为目标预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，第三确定子单元具体用于：当第二确定子单元确定的更新后的和速率与第一确定子单元确定的和速率的差值大于或者等于阈值时，确定用更新后的预编码矩阵集合替换预编码矩阵集合，用更新后的和速率替换和速率；第二确定子单元还具体用于：使用第三确定子单元确定的替换后的预编码矩阵集合和替换后的和速率，执行根据预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合的过程。其中，阈值可以由基站或系统预先设定，设定的阈值较大时，收敛速度较快，设定的阈值较小时，收敛速度较慢，但是结果更加准确。当和速率的增量大于阈值时，认为和速率并没有达到最大值，从而继续循环，用更新后的预编码矩阵集合迭代进行计算，直至得到最大和速率。

可选地，作为一个实施例，分配单元具体用于：根据K个用户设备反馈的信道信息，将目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵分配给至少一个发送端。具体地，用户设备反馈的信道信息(例如信道状态信息CSI)中包含用户设备与服务基站(发送端)的对应关系，执行干扰对齐的基站或上层网元可以根据用户设备与服务基站的对应关系将目标预编码矩阵集合中的K个目标预编码矩阵分配给对应的用户设备的服务基站，以便于服务基站与用户设备进行通信。

本发明实施例通过网络侧设备30确定能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，并根据网络侧设备30确定的目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，能够实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

图4是本发明另一实施例的网络侧设备的示意框图。图4的网络侧设备40包括处理器41和存储器42。处理器41和存储器42通过总线系统43相连。

存储器42用于存储使得处理器41执行以下操作的指令：确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合；将目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于至少一个发送端与K个用户设备进行通信。

本发明实施例使用能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，从而可以实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

此外，网络侧设备40还可以包括发射电路45、接收电路45等。处理器41控制网络侧设备40的操作，处理器41还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。存储器42可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器41提供指令和数据。存储器42的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。网络侧设备40的各个组件通过总线系统43耦合在一起，其中总线系统43除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统43。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器41中，或者由处理器41实现。处理器41可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器41中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器41可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器42，处理器41读取存储器42中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可选地，作为一个实施例，处理器41用于确定预编码矩阵集合，并根据预编码矩阵集合确定和速率；处理器41还用于根据预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；处理器41还用于根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，处理器41确定预编码矩阵集合，并且根据预编码矩阵集合确定和速率可以包括：任选与K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k：k＝1，2，…，K}；根据预编码矩阵集合和下式确定和速率R_∑：

其中，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kx表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。处理器41确定的预编码矩阵集合和和速率可以存储于存储器42中。

可选地，作为一个实施例，处理器41根据存储器42中的预编码矩阵集合确定目标函数，其中目标函数用于指示K个用户设备中的一个用户设备的信号对于K个用户设备的和速率的影响；根据目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据更新后的预编码矩阵确定更新后的预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，处理器41确定能够使得目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1；根据用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i，i＝1依次确定除用户设备i＝1的K-1个用户设备的能够使得目标函数取得最小值的向量，以便于确定更新后的预编码矩阵集合{V_i∶i＝1，2，…，K}。具体地，在确定了更新后的预编码矩阵V_i，i＝1之后，需要根据V_i，i＝1和{V_k∶k=2，3，…，K}确定用户设备i＝2的目标函数，并确定能够使得用户设备i＝2的目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝2的更新后的预编码矩阵V_i，i=2，之后根据V_i，i=1，V_i，i=2和{V_k∶k=3，4，…，K}确定用户设备i＝3的目标函数，依次类推，直至K个用户设备的预编码矩阵全部更新，并将更新后的预编码矩阵存储于存储器42。

可选地，作为一个实施例，处理器41对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为更新后的预编码矩阵V_i。

可选地，作为一个实施例，处理器41根据存储器42中的更新后的预编码矩阵集合{V_i∶i=1，2，…，K}和下式确定更新后的和速率R′_Σ:

其中，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，为用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

可选地，作为一个实施例，处理器41确定更新后的和速率与和速率的差值小于阈值时，确定更新后的预编码集合为目标预编码矩阵集合。其中，阈值可以由基站或系统预先设定，设定的阈值较大时，收敛速度较快，设定的阈值较小时，收敛速度较慢，但是结果更加准确。当和速率的增量小于阈值时，认为和速率达到最大值，从而确定取得该最大和速率的预编码矩阵集合为目标预编码矩阵集合。

可选地，作为一个实施例，处理器41确定更新后的和速率与和速率的差值大于或者等于阈值时，处理器41用更新后的预编码矩阵集合覆盖预编码矩阵集合存于存储器42中，用更新后的和速率覆盖和速率存于存储器42中；使用替换后的预编码矩阵集合和替换后的和速率，执行根据预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及根据更新后的和速率与和速率的差值确定目标预编码矩阵集合的过程。其中，阈值可以由基站或系统预先设定，设定的阈值较大时，收敛速度较快，设定的阈值较小时，收敛速度较慢，但是结果更加准确。当和速率的增量大于阈值时，认为和速率并没有达到最大值，从而继续循环，用更新后的预编码矩阵集合迭代进行计算，直至得到最大和速率。

可选地，作为一个实施例，处理器41可以根据K个用户设备反馈的信道信息，将目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵通过发射电路44分配给至少一个发送端。

本发明实施例确定能够使得用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，并根据目标预编码矩阵对收发端进行线性处理，能够实现收发端数目不同以及收发端天线数目不同的情况下的干扰对齐，具有较高的灵活性和较大的适用范围。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或步骤可以用硬件、处理器执行的软件程序，或者二者的结合来实施。软件程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内。

Claims (20)

1.一种干扰对齐方法，其特征在于，包括：

确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合；

将所述目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于所述至少一个发送端与所述K个用户设备进行通信；

其中，所述确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合，包括：

确定预编码矩阵集合，并根据所述预编码矩阵集合确定和速率；

根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；

根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，包括：

根据所述预编码矩阵集合确定目标函数，其中所述目标函数用于指示所述K个用户设备中的一个用户设备的信号对于所述K个用户设备的和速率的影响；

根据所述目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据所述更新后的预编码矩阵确定所述更新后的预编码矩阵集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合，包括：

当所述更新后的和速率与所述和速率的差值小于阈值时，确定所述更新后的预编码集合为所述目标预编码矩阵集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合，包括：

当所述更新后的和速率与所述和速率的差值大于或者等于阈值时，用所述更新后的预编码矩阵集合替换所述预编码矩阵集合，用所述更新后的和速率替换所述和速率；

使用替换后的所述预编码矩阵集合和替换后的所述和速率，执行所述根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合的过程。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定预编码矩阵集合，并根据所述预编码矩阵集合确定和速率，包括：

任选与所述K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k:k＝1,2,…,K}；

根据所述预编码矩阵集合和下式确定和速率R_Σ：

$R_{\mathrm{\Σ}}=\underset{k}{\Σ}{R}_k=\underset{k}{\Σ}log(1+{\mathrm{\ρ}}_{kk}{V}_k^H{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}^H{\Π}_k^{-1}{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}{V}_k)$

其中，R_k表示用户设备k的可达速率，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述预编码矩阵集合确定目标函数，包括：

根据所述K个用户设备中任一用户设备i采用预编码矩阵V_i对于所述K个用户设备的和速率的影响确定所述目标函数：

$V_i^H\left(\underset{k\≠i}{\Σ}{\mathrm{\ρ}}_{kk}{\mathrm{\ρ}}_{ki}{H}_{{\mathrm{k\β}}_i}^H{\Π}_{ki}^{-1}{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}{V}_k{V}_k^H{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}^H{\Π}_{ki}^{-1}{H}_{{\mathrm{k\β}}_i}\right)V_i$

其中，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ki表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，表示用户设备i对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗，Π_ki表示与用户设备k处的除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗，V_k表示用户设备k的预编码矩阵。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标函数确定更新后的预编码矩阵，包括：确定能够使得所述目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V₁；

根据所述用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V₁依次确定除所述用户设备i＝1的K-1个用户设备的能够使得所述目标函数取得最小值的向量，以便于确定所述更新后的预编码矩阵集合{V_i:i＝1,2,…,K}。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定能够使得所述目标函数取得最小值的向量为第一用户设备的更新后的预编码矩阵V_i,i＝1，包括：对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定所述矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为所述更新后的预编码矩阵所述更新后的预编码矩阵V_i。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述更新后的预编码集合确定更新后的和速率，包括：

根据所述更新后的预编码矩阵集合{V_i:i＝1,2,…,K}和下式确定所述更新后的和速率R′_Σ：

$R_{\mathrm{\Σ}}^{\′}=\underset{i}{\Σ}{R}_i=\underset{i}{\Σ}log(1+{\mathrm{\ρ}}_{ii}{V}_i^H{H}_{{\mathrm{i\β}}_i}^H{\Π}_i^{-1}{H}_{{\mathrm{i\β}}_i}{V}_i)$

其中，R_i表示用户设备i的可达速率，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述将所述目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，包括：

根据所述K个用户设备反馈的信道信息，将所述目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵分配给所述至少一个发送端。

11.一种网络侧设备，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定能够使得K个用户设备的和速率达到最大化的目标预编码矩阵集合；

分配单元，用于将所述确定单元确定的目标预编码矩阵集合分配给至少一个发送端，以便于所述至少一个发送端与所述K个用户设备进行通信；

其中，所述确定单元包括第一确定子单元，第二确定子单元和第三确定子单元：

所述第一确定子单元用于确定预编码矩阵集合，并根据所述预编码矩阵集合确定和速率；

所述第二确定子单元用于根据所述第一确定子单元确定的预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率；

所述第三确定子单元用于根据所述第二确定子单元确定的所述更新后的和速率与所述第一确定子单元确定的所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第二确定子单元具体用于：

根据所述第一确定子单元确定的所述预编码矩阵集合确定目标函数，其中所述目标函数用于指示所述K个用户设备中的一个用户设备的信号对于所述K个用户设备的和速率的影响；

根据所述目标函数确定更新后的预编码矩阵，并根据所述更新后的预编码矩阵确定所述更新后的预编码矩阵集合。

13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第三确定子单元具体用于：

当所述第二确定子单元确定的所述更新后的和速率与所述第一确定子单元确定的所述和速率的差值小于阈值时，确定所述更新后的预编码集合为所述目标预编码矩阵集合。

14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第三确定子单元具体用于：当所述第二确定子单元确定的所述更新后的和速率与所述第一确定子单元确定的所述和速率的差值大于或者等于阈值时，确定用所述更新后的预编码矩阵集合替换所述预编码矩阵集合，用所述更新后的和速率替换所述和速率；

所述第二确定子单元还具体用于：使用所述第三确定子单元确定的替换后的所述预编码矩阵集合和替换后的所述和速率，执行所述根据所述预编码矩阵集合确定更新后的预编码矩阵集合，并且根据所述更新后的预编码矩阵集合确定更新后的和速率的过程，以及所述根据所述更新后的和速率与所述和速率的差值确定所述目标预编码矩阵集合的过程。

15.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第一确定子单元具体用于：

任选与所述K个用户设备相对应的K个预编码矩阵作为预编码矩阵集合{V_k:k＝1,2,…,K}；

根据所述预编码矩阵集合和下式确定和速率R_Σ：

$R_{\mathrm{\Σ}}=\underset{k}{\Σ}{R}_k=\underset{k}{\Σ}log(1+{\mathrm{\ρ}}_{kk}{V}_k^H{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}^H{\Π}_k^{-1}{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}{V}_k)$

其中，R_k表示用户设备k的可达速率，β_k表示用户设备k对应的发送端，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_k表示与用户设备k处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗。

16.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第二确定子单元具体用于：

根据所述K个用户设备中任一用户设备i采用预编码矩阵V_i对于所述K个用户设备的和速率的影响确定所述目标函数：

$V_i^H\left(\underset{k\≠i}{\Σ}{\mathrm{\ρ}}_{kk}{\mathrm{\ρ}}_{ki}{H}_{{\mathrm{k\β}}_i}^H{\Π}_{ki}^{-1}{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}{V}_k{V}_k^H{H}_{{\mathrm{k\β}}_k}^H{\Π}_{ki}^{-1}{H}_{{\mathrm{k\β}}_i}\right)V_i$

其中，ρ_kk表示用户设备k对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ki表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备k的本地噪声的方差的比值，Π_ki表示与用户设备k处的除了用户设备i的干扰之外的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗，表示用户设备k对应的发送端到用户设备k所经历的信道损耗，V_k表示用户设备k的预编码矩阵。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述第二确定子单元具体用于：

确定能够使得所述目标函数取得最小值的向量为用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i,i＝1；

根据所述用户设备i＝1的更新后的预编码矩阵V_i,i＝1依次确定除所述用户设备i＝1的K-1个用户设备的能够使得所述目标函数取得最小值的向量，以便于确定所述更新后的预编码矩阵集合{V_i:i＝1,2,…,K}。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述第二确定子单元具体用于：对矩阵进行特征值分解或奇异值分解，确定所述矩阵的最小的特征值所对应的特征向量或最小的奇异值所对应的右奇异向量作为所述更新后的预编码矩阵V_i。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述第二确定子单元具体用于：

根据所述更新后的预编码矩阵集合{V_i:i＝1,2,…,K}和下式确定所述更新后的和速率R′_Σ：

$R_{\mathrm{\Σ}}^{\′}=\underset{i}{\Σ}{R}_i=\underset{i}{\Σ}log(1+{\mathrm{\ρ}}_{ii}{V}_i^H{H}_{{\mathrm{i\β}}_i}^H{\Π}_i^{-1}{H}_{{\mathrm{i\β}}_i}{V}_i)$

其中，R_i表示用户设备i的可达速率，β_i表示用户设备i对应的发送端，ρ_ii表示用户设备i对应的发送端的发射功率与用户设备i的本地噪声的方差的比值，Π_i表示与用户设备i处的干扰与本地噪声之和等效的有色高斯噪声的协方差矩阵，表示用户设备i对应的发送端到用户设备i所经历的信道损耗。

20.根据权利要求11至19中任意一项所述的设备，其特征在于，所述分配单元具体用于：根据所述K个用户设备反馈的信道信息，将所述目标预编码矩阵集合包含的K个目标预编码矩阵分配给所述至少一个发送端。